数字电路课件

5.4 分段式系统
段式存储管理的实现思想
在段式存储管理系统中，作业的地址空间由若干 个逻辑分段组成部分，每个分段是一组逻辑意义 完整的信息集合，每段都有自己的名字，且每段 都是首地址为0的连续的一维地址空间。由此可见， 整个作业的地址空间的二维的。段式存储管理中 以段为单位分配内存，每段分配一个连续的内存 区，但各段之间不要求连续。内存的分配与回收 类似于动态分区分配。
段页式存储管理技术的逻辑地址
地址变换： （1）由段表地址寄存器得到段表始地址去访问段
表； （2）由段表得到页表始地址去访问页表； （3）由页表及页内偏移计算出内存物理地址。
段页式系统的地址变换过程
5.5 段页式系统
在进行地址变换时，首先利用段号S，将它与 段表寄存器中的段长进行比较，若小于段长 则表示未越界，于是利用段表始址和段号求 出该段对应段表项的位置，从中得到该段的 页表始址，再利用逻辑地址中的段内页号p获 得对应页表项的位置，从中读出该页所在的 物理块号，再与页内地址拼接成物理地址。
为了实现地址变换，段页式系统中也要设立段表和 页表。系统为每个进程建立一张段表，而每个分段 有一张页表。段表表目中至少包括段号、页表始址 和页表长度，其中页表始址指出该段的页表在主存 中的起始地址，页表表目中至少应包括页号和块号。 此外，系统中还有一个段表寄存器，指出进程的段 表起始地址和段表长度。
5.5 段页式系统
在段页式存储管理系统中，进程的地址结构 包含三部分：段号、页号及页内位移。其结 构如下所示：
段号S 页号p 页内位移d
w
5.5 段页式系统
对于由这三部分组成的虚地址来说，程序员可见的 仍然是段号S和段内位移W。地址变换机构将段内 位移W的高几位解释为页号p，把剩下的低位解释 为页内位移d。
3．内存分配
在段式存储管理中以段为单位分配内存， 每段分配一个连续的内存区域。由于各段 长度不等，所以这些存储区的大小也不相 等，而且同一进程所包含的各段之间不要 求连续。
4．段表和段表地址寄存器
系统为每个进程建立一个段映射表，简称 “段表”。每个段在段表中占有一项，段 表项中包含段号、段长和段起始地址（又 称“基址”）等。
5.5 段页式系统
页式系统能有效地提高内存利用率，而 段式系统能反映程序的逻辑结构并有利 于段的共享。如果将这两种存储管理方 式结合起来，就形成了段页式存储管理 方式。
段页式系统： 在段式系统中，若段内分页，称为段页
式系统。
5.5 段页式系统
在段页式存储管理系统中，进程分为大小不 等的段,每个段又分成大小相等的页，内存的 分配是以页为单位的。
5.4.3 段的共享和保护
1．段的共享 共享是在段一级实现的，任何共享信息可
以单独成为一段。 也可以只共享部分程序。
分段系统中段的共享
2．段的保护
段的保护措施包括以下三种： ① 存取控制。 ② 段表本身可起保护作用。 表项中设置该段的长度限制 段长 段表地址寄存器中有段表长度的信息。 ③ 保护环。
那么进程的地址空间首先被分成若干个逻辑 分段，每段都有自己的段号，然后再将每一 段分成若干个大小固定的页。对于主存空间 的管理仍然和页式管理一样，将其分成若干 个和页面大小相同的存储块，对主存的分配 以存储块为单位。
5.5 段页式系统
方法： 把程序地址空间按逻辑含义分段； 内存按页式管理分块； 段内分页，页的大小与内存块相等； 内存以块为单位分配。
5.4.2 地址转换
分段地址转换
段式系统地址变换过程
为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的转 换，在系统中设置了段表寄存器，用于存放 段表起始地址和段表长度。在进行地址变换 时，系统将逻辑地址中的段号与段表长度进 行比较，若段号超过了段表长度，则表示段 号超界，于是产生越界中断信号；若未越界， 则根据段表起始地址和段号计算出该段对应 段表项的位置，从中读出该段在内存的起始 地址，然后，再检查段内地址是否超过该段 的段长，若超过则同样发出越界中断信号； 若未越界，则将该段的起始地址与段内位移 相加，从而得到了要访问的物理地址。
系统还要建立一个段表地址寄存器。wenku.baidu.com 一部分指出该段表在内存的起始地址；另
一部分指出该段表的长度。
5．分页和分段的主要区别
① 页是信息的物理单位。 段是信息的逻辑单位。
② 页的大小是由系统确定的 段的长度因段而异
③ 分页的进程地址空间是一维的 分段的进程地址空间是二维的。
④ 分页系统很难实现过程和数据的分离 分段系统却可以很容易实现这些功能。
5.4 分段式系统
前面介绍的各种存储管理技术，为用户 提供的是一个线性连续的地址空间。而通 常情况下，一个作业是由多个程序段和数 据段组成的，这就要求编译链接程序将它 们按一维线性地址排列，从而给程序及数 据的共享带来了困难。另外，程序员一般 希望按逻辑关系将作业分段，每段有自己 的名字，可以根据名字来访问相应的程序 或数据段，段式存储管理能较好地解决上 述问题。
5.4 分段式系统
5.4.1 分段存储管理的基本概念
1．分段
每段都有自己的名字、长度。
分段地址空间
2．程序的地址结构
逻辑地址要用两个部分来表示：段号s和段 内地址d。在分段存储情况下，进程的逻辑
地址空间是二维的。
分段技术地址结构
段号S通常是从0开始的连续正整数。当段 号的长度和段内位移的长度确定之后，一 个进程地址空间中允许的最大段数和各段 的长度也就确定了。例如，规定段号长度 为8，段内位移的长度为16，则允许一个进 程最多可有256段，最大段长为64K字节。